Корнеева Мария Анатольевна
РУДН - участник государственной программы Российской Федерации 5 - 100
Микроблог:

2017-05-25 17:49:39
Все вопросы по семинарам и
лабораторным работам должны быть
решены до 02.06.17. ОБРАЩАТЬСЯ в
каб. 233


2017-05-10 17:56:38
ИНБ-105
Дополнительное занятие (защита
л/р):
25.05 17:10 ауд.233


2017-05-10 17:55:54
ИХБ-101
Дополнительное занятие (защита л/р
или переписывание к/р):
24.05 17:10 ауд.233


Показать все записи
Атомная физика
(Кафедра и Департамент: Прикладной физики)

 СТРУКТУРА УМК

 
ФИЗИКА АТОМОВ И АТОМНЫХ ЯВЛЕНИЙ
 
1. Программа курса – представлена в основной образовательной программе ВПО по направлению подготовки.
     
2. Учебник, учебное пособие, конспект лекций
В качестве основного используется учебное пособие
            В.П. Милантьев. Физика атомов и атомных явлений. Высшая школа. М.: 2010,
имеющее  гриф УМО по классическому университетскому образованию.
Рекомендуются также учебные пособия:
            2. М.А. Фаддеев, Е.В. Чупрунов. Лекции по атомной физике. Физматлит. М.: 2008.
            3. Д.В. Сивухин. Общий курс физики. Т.5. Физматлит. М.: 2006.
            4. А.М. Попов, О.В. Тихонова. Лекции по атомной физике. Изд. МГУ. М.: 2007.
5. Дж. Гринштейн, А. Зайонц. Квантовый вызов. Изд. Дом Интеллект. 2008.
 
3. Фонды оценочных средств:
 
Глоссарий основных терминов и понятий
Альфа-частица – ядро атома гелия, содержащее два протона и два нейтрона
Антиводород – атом, состоящий из антипротона (ядро) и позитрона.
Атом – наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств
Атомная физика – раздел физики, в котором изучают строение и свойства атомов и атомные явления.
Барионы – группа «тяжелых» частиц с полуцелым спином и массой не менее массы протона. 
Барьер потенциальный – ограниченная в пространстве область высокой потенциальной энергии частицы в силовом поле. Вне границ этой области потенциальная энергия спадает.
Бозе-частица (бозон) – частица (или квазичастица) с нулевым или целочисленным спином.
Боровский радиус - в теории Н. Бора радиус ближайшей к ядру (протону) электронной орбиты.
Вакансия – отсутствие атома или иона в узле кристаллической решетки.
Вакуум – состояние газа при давлении меньше атмосферного.
— физический – низшее энергетическое состояние квантованных полей, характеризующееся отсутствием реальных частиц.
Валентная зона – энергетическая область разрешенных электронных состояний в твердом теле.
Валентность – способность атомов к образованию химических связей.
Водород – простейший атом, содержащий один протон (ядро) и один электрон.
Волновая функция (амплитуда вероятности, вектор состояния) – величина, полностью описывающая состояние микрообъекта (и любой квантовой системы).
Волновое число спектроскопическое -  величина, обратная длине волны.
Волновое уравнение – линейное однородное дифференциальное уравнение в частных производных описывающее распространение волн в среде.
Волновой вектор – вектор, направление которого совпадает с направлением распространения бегущей волны.
Волновой пакет – распространяющееся волновое поле, занимающее в каждый момент времени ограниченную область пространства.
Волны де Бройля -  волны, связанные с любой микрочастицей и отражающие их квантовую природу.
Время жизни – средняя продолжительность существования возбужденных состояний атомов, молекул, ядер, заканчивающаяся их спонтанным переходом в менее возбужденное или основное состояние.
Гамма излучение – коротковолновое электромагнитное излучение.
Гиромагнитное (магнитомеханическое) отношение – отношение магнитного момента частиц к их механическому моменту.
Дебаеграмма – рентгенограмма, снятая по методу Дебая-Шеррера.
Дейтерий – тяжелый изотоп водорода, ядро которого - дейтрон – содержит один протон и один нейтрон.
Дипольное излучение – излучение электромагнитных волн, обусловленное изменением во времени электрического дипольного момента излучающей системы.
Дисперсия волн – зависимость фазовой скорости волны от ее частоты.
Диссоциация – распад молекулы или комплексного соединения на две или несколько частей.
Дифракция волн – любое отклонение при распространении волн от законов геометрической оптики.
Дифракция частиц  - рассеяние микрочастиц кристаллами или другими объектами, в результате которого образуется интерференционная картина, характеризующая рассеивающий объект.
Дублеты – группы близко расположенных спектральных линий, которые возникают вследствие дублетного расщепления уровней энергии, обусловленного спин-орбитальным взаимодействием.
Запрещенная зона (энергетическая щель) – область значений энергии, которые не могут иметь электроны в идеальном кристалле.
Запрещенные линии – спектральные линии в оптических спектрах атомов, появляющиеся с нарушением правил отбора.
Зееман- эффект – расщепление уровней энергии и спектральных линий излучающего атома, помещенного во внешнее магнитное поле.
Зоннаятеория – квантовая теория энергетического  спектра электронов в кристалле, согласно которой этот спектр состоит из чередующихся зон (полос) разрешенных и запрещенных энергий.
Излучательный квантовый переход – квантовый переход, при котором квантовая система испускает или поглощает квант электромагнитного излучения.
Изотопы – разновидности данного химического элемента, различающиеся по массе ядер.
Инверсия населенностей – неравновесное состояние вещества, в котором осуществляется инверсная (обращенная) населенность энергетических уровней частиц, составляющих вещество.
Интерференция состояний – суперпозиция состояний квантовой системы, определяемая принципом суперпозиции.
Ионизационный потенциал – наименьшая разность потенциалов, которую должен пройти электрон в ускоряющем электрическом поле, чтобы его энергия была достаточна для ионизации невозбужденного атома (или молекулы) электронным ударом.
Ионизация – образование положительных и отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул.
Ионная (гетерополярная, электровалентная) связь – химическая связь, обусловленная переносом валентных электронов с одного атома на другой (с образованием разноименно заряженных ионов) и электростатическим взаимодействием между ними.
Квадрупольное излучение – излучение электромагнитных волн, обусловленное изменением во времени электрического квадрупольного момента.
Квазиимпульс – векторная величина, характеризующая состояние частицы (или квазичастицы) в периодическом поле кристаллической решетки.
Квазичастицы – элементарные возбуждения конденсированной среды, ведущие себя в некоторых отношениях как квантовые частицы.
Квантовые числа – целые или дробные числа, которые определяют возможные значения физических величин, характеризующих квантовые системы.
Ковалентная (гомеополярная) связь – химическая связь между атомами, возникающая при обобществлении электронов, принадлежащих этим атомам.
Колебательные (вибрационные) спектры – спектры молекул, обусловленные колебаниями в них атомов.
Комбинационное рассеяние света – рассеяние света веществом, сопровождающееся заметным изменением частоты рассеянного света.
Комптон-эффект - упругое рассеяние электромагнитного излучения на слабо связанных электронах, сопровождающееся увеличением длины волны.
Контактная разность потенциалов – разность потенциалов, возникающая между разными контактирующими проводниками в условиях термодинамического равновесия.
Корпускулярно-волновой дуализм – представление о том, что микрообъекты обладают как корпускулярными, так и волновыми свойствами.
Коэффициенты Эйнштейна – характеризуют вероятности излучательных квантовых переходов.
Кристаллы – твердые тела, обладающие трехмерной периодической атомной структурой.
Лазер – устройство, генерирующее когерентные электромагнитные волны за счет вынужденного испускания или вынужденного рассеяния света активной средой, находящейся в оптическом резонаторе.
Ларморовская прецессия – дополнительное вращение как целого системы одинаково заряженных частиц, возникающее при наложении внешнего постоянного магнитного поля, направление которого служит осью вращения.
Лауэграмма – рентгенограмма, содержащая дифракционное изображение монокристалла, полученная по методу Лауэ.
Лэмбовский сдвиг – смещение уровня энергии , вызванное нулевыми колебаниями вакуума.
Магнетон Бора – единица магнитного момента.
Магнитный резонанс – избирательное поглощение веществом электромагнитных волн определенной частоты, обусловленное изменением ориентации магнитных моментов частиц вещества.
Мазер - квантовые генераторы и усилители радиодиапазона.
Массовое число – суммарное число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре.
Масс-спектрометр – прибор для разделения ионизованных аотмов и молекул по их массам, основанный на воздействии магнитных и электрических полей на пучки ионов, летящих в вакууме.
Металлическая связь – тип химической связи атомов в веществах, обладающих металлическими свойствами.
Метастабильное состояние – возбужденное энергетическое состояние, в котором квантовая система может существовать длительное время.
Многофотонные процессы – процессы взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, при которых в одном элементарном акте одновременно происходит поглощение и испускание нескольких фотонов.
Моды (ветви) колебаний – типы колебаний в распределенных колебательных системах.
Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами и состоящая из атомов, соединенных между собой химическими силами.
Молекулярные спектры – спектры, испускания, поглощения и комбинационного рассеяния света, принадлежащие свободным или слабо связанным между собой молекулам.
Мультиплетность – число возможных ориентаций в пространстве полного механического момента атома или молекулы.
Населенность уровня – число частиц в единице объема вещества, находящихся на данном энергетическом уровне.
Нормальные колебания (нормальные моды) – собственные (свободные0 гармонические колебания линейных динамических систем с постоянными параметрами, в которых отсутствуют потери и приток извне колебательной энергии.
Обертон – синусоидальная составляющая колебания сложной формы с частотой, более высокой, чем основной тон.
Обменное взаимодействие – специфическое квантовое взаимное влияние тождественных частиц, эффективно проявляющееся как результат некоторого особого взаимодействия.
Оже-эффект – эмиссия электрона из атома, происходящая в результате безызлучательного перехода при наличии в атоме вакансии на внутренней электронной оболочке.
Омегатрон – масс-спектрометр, в котором разделение ионов по их удельному заряду происходит в скрещенных переменном электрическом и постоянном магнитном полях.
Оператор в квантовой теории – математическое действие, которое ставится в соответствие с определенной физической величиной.
Орбиталь атомная - одноэлектронная волновая функция в сферически симметричном электрическом поле атомного ядра.
Орбиталь молекулярная - одноэлектронная многоцентровая волновая функция, описывающая состояние отдельного электрона молекулы, движущегося в усреднённом поле остальных электронов и в поле её ядерного остова.
Орбитальный момент – момент импульса микрочастицы, обусловленный ее движением в центральном силовом поле.
Основное состояние – состояние квантовой системы с наименьшей возможной энергией.
Основной тон – колебания системы с наименьшей возможной частотой.
Перестановочные (коммутационные) соотношения – соотношения, устанавливающие связь между последовательными действиями на волновую функцию двух операторов, расположенных в разном порядке.
Позитроний – связанная водородоподобная система, состоящая из электрона и позитрона.
Полосатые спектры – оптические спектры молекул и кристаллов.
Поляризуемость – способность атомов, ионов, молекул приобретать дипольный момент в электрическом поле.
Постоянная Планка (квант действия) – фундаментальная физическая константа, определяющая широкий круг физических явлений, для которых существенна дискретность величин с размерностью действия.
Постоянная Ридберга - фундаментальная физическая константа, входящая в выражения для уровней энергии и частот излучения атомов.
Постоянная тонкой структуры – безразмерная величина, составленная из универсальных физических постоянных.
Потенциальная яма – ограниченная область пространства, в которой потенциальная энергия частицы меньше, чем вне ее.
Правила отбора – правила, определяющие возможные (разрешенные) квантовые переходы в квантовых системах.
Принцип дополнительности – положение квантовой механики, согласно которому получение  экспериментальной информации об одних физических величинах, описывающих микрообъект, неизбежно связано с потерей информации о других величинах, дополнительных к первым. 
Принцип неопределенности (соотношение неопределенностей) – любая квантовая система не может находиться в состояниях с точно заданной парой канонических переменных.
Принцип Паули - фундаментальный закон природы: две тождественные частицы с полуцелым спином не могут одновременно находиться в одном квантовом состоянии.
Принцип соответствия – постулат квантовой механики, требующий совпадения ее физических следствий в предельном случае больших квантовых чисел с результатами классической теории.
Принцип тождественности микрочастиц – фундаментальный принцип квантовой механики, согласно которому состояния системы частиц , получающиеся перестановкой частиц местами, нельзя различить ни в каком эксперименте, и такие состояния должны рассматриваться как одно физическое состояние.
Прицельный параметр – расстояние между рассеивающим силовым центром и линией первоначально движения рассеивающейся частицы.
Пространственная инверсия – изменение пространственных координат событий на их противоположные значения.
Пространственная четность – четность относительно операции пространственной инверсии.
Работа выхода -  энергия, которую необходимо затратить для удаления электрона из твердого или жидкого вещества в вакуум.
Рекомбинация – элементарный акт воссоединения положительного иона и свободного электрона, приводящий к образованию иона с меньшим зарядом или нейтрального атома.
Рентгеновское излучение – электромагнитное ионизирующее излучение в диапазоне длин волн от 10-12 до 10-5 см.
Рождение пары частица-античастица – один из видов взаимопревращения элементарных частиц, в котором в результате электромагнитного или другого взаимодействия одновременно возникают частица и ее античастица.
Рэлеевское рассеяние – когерентное рассеяние света на оптических неоднородностях, размеры которых значительно меньше длины волны возбуждающего света.
Сверхпроводимость – свойство многих проводников: их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охлаждении ниже определенной критической температуры, характерной для данного материала.
Сверхтекучесть – состояние квантовой жидкости, при котором она протекает без трения через узкие щели и капилляры.
Сверхтонкая структура – расщепление уровней энергии атома на близко расположенные подуровни, вызванное взаимодействием магнитного момента ядра с магнитным моментом атомных электронов.
Синглеты – одиночные спектральные линии в атомных спектрах, соответствующие квантовым переходам между синглетными уровнями энергии.
Спектральные серии  - группы спектральных линий в атомных спектрах, частоты которых подчиняются определенным закономерностям.
Спектроскопия – раздел физики, в котором изучаются спектры электромагнитного излучения.
Спин – собственный механический момент импульса микрочастиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого.
Спин-орбитальное  взаимодействие – взаимодействие частиц, зависящее от величины и взаимной ориентации их орбитального и спинового моментов и приводящее к тонкой структуре уровней энергии системы.
Спонтанное излучение – самопроизвольное испускание электромагнитного излучения атомами, находящимися на возбужденных уровнях энергии.
Сродство к электрону – способность некоторых нейтральных атомов, молекул и свободных радикалов присоединять добавочные электроны, превращаясь в отрицательные ионы.
Статистический вес (кратность вырождения) – число различных квантовых состояний с данной энергией.
Столкновения (удары) второго рода – неупругие столкновения возбужденных атомов, ионов и молекул между собой и с электронами, при которых происходит увеличение кинетической энергии сталкивающихся частиц за счет их внутренней энергии.
Сцинтилляторы – люминофоры, в которых под действие ионизирующих излучений возникают световые вспышки – сцинтилляции.
Счетчики частиц – импульсные электронные детекторы частиц.
Твердое тело – агрегатное состояние вещества, характеризующееся стабильностью формы и характером теплового движения атомов, которые совершают малые колебания около положений равновесия.
Термы спектральные – величины, пропорциональные энергиям стационарных состояний атомов.
Тонкая структура – расщепление уровней энергии и спектральных линий атомов, обусловленное спин-орбитальным взаимодействием и релятивистскими эффектами.
Тормозное излучение – электромагнитное излучение, испускаемое заряженной частицей при ее рассеянии (торможении) в электрическом поле.
Триплеты – группы близко расположенных спектральных линий, обусловленные триплетным расщеплением уровней энергии атома в результате спин-орбитального взаимодействия.
Туннельный эффект – преодоление частицей потенциального барьера в случае, когда ее полная энергия меньше высоты барьера.
Упругое рассеяние – процесс столкновения частиц, при котором их внутренние состояния остаются неизменными.
Уравнение Шредингера – основное динамическое уравнение нерелятивистской квантовой механики.
Уровни энергии – возможные значения энергии квантовых систем, состоящих из микрочастиц и подчиняющихся законам квантовой механики.
Фермион – частица или элементарное возбуждение системы многих частиц – квазичастица, обладающая полуцелым спином.
Ферми энергия – значение энергии, ниже которой все состояния системы ферми-частиц при абсолютном нуле температуры заняты.
Фонон – квазичастица, сопоставляемая волне смещений атомов или молекул кристалла из положений равновесия.
Фотон – элементарная частица (бозон), квант электромагнитного излучения.
Фотоэффект – испускание электронов под действием электромагнитного излучения.
Фотоэффект внутренний – перераспределение электронов по энергетическим состояниям в конденсированной среде, происходящее при поглощении электромагнитного излучения.
Характеристический спектр – линейчатый спектр электромагнитного излучения рентгеновского диапазона.
Четность – характеристика состояния микрочастицы, отображающая свойства симметрии волновой функции этой частицы относительно пространственной инверсии.
Ширина спектральных линий – интервал частот, характеризующий спектральные линии  в оптических спектрах атомов и других квантовых систем.
Ширина уровня – неопределенность энергии квантовой системы, обладающей дискретными уровнями энергии.
Экситон – квазичастица, соответствующая электронному возбуждению в кристалле диэлектрика или полупроводника, мигрирующему по кристаллу, но не связанному с переносом электрического заряда и массы.
Электрон – элементарная частица, носитель наименьшей массы и наименьшего электрического заряда в природе.
Электронвольт – внесистемная единица энергии.
Электронная оболочка – совокупность электронов в атоме, состояние которых характеризуются определнными значениями главного и орбитального квантовых чисел.
— конфигурация 217, 342
Электронный парамагнитны резонанс (ЭПР) – резонансное поглощение электромагнитной энергии веществами, содержащими парамагнитные частицы.
Эффект Пашена-Бака (магнитооптическое превращение) – превращение сложного зеемановского расщепления спектральных линий  в простой лоренцевский триплет в сильном магнитном поле.
Эффект Садовского – возникновение механического вращательного момента у тела, облучаемого эллиптически поляризованным светом.
Эффект Штарка – расщепление спектральных линий атомов в электрическом поле.
Эффективное сечение – величина, характеризующая вероятность перехода системы двух сталкивающихся частиц в результате их упругого или неупругого рассеяния в определенное конечное состояние.
 
Методические указания для преподавателя
Для успешного усвоения предмета необходимо организовать ритмичную работу студентов при регулярном контроле на семинарских и лабораторных занятиях. Задачи на семинарских занятиях и домашние задания должны следовать после изложения соответствующей темы на лекциях. Коллоквиумы целесообразно проводить во время лабораторных занятий в строго установленные сроки. Для текущего контроля знаний следует проводить тестирование.
 
Методические указания для студента
Необходимо обеспечить себя рекомендованными учебными материалами. Лекционный материал будет лучше усвоен при регулярной самостоятельной проработке и выполнении домашних заданий. Чтобы не накапливать сдачу коллоквиумов и других домашних заданий, надо своевременно и полностью к ним готовиться и сдавать в установленные сроки.
 
-    Сборник задач и упражнений
Используются сборники задач:
-    И.Е. Иродов. Задачи по квантовой физике. Высшая школа. М.: 1991.
-    Сб. задач по общему курсу физики. /Под ред. В.А. Овчинкина. Часть3. М.: Изд. МФТИ, 2001.
На портал | На форум | Web-Тестирование | Ред. кабинета | Успеваемость |